Η σύνδεση διάτμησης είναι ένας σύνδεσμος που επιτρέπει τη μεταφορά δυνάμεων διάτμησης μεταξύ δύο μελών. Είναι μια σύνδεση με καθαρό κανονικό φορτίο δύναμης (ένταση έντασης), καθαρή διάτμηση φόρτωσης, ή συνδυασμός φυσιολογικής και διατμητικής δύναμης. Οι συνδέσεις διάτμησης είναι συνήθως οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες συνδέσεις. Συνήθως χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση δοκών με άλλες δοκούς ή στήλες. Τέτοιες συνδέσεις μεταφέρουν διάτμηση, με ελάχιστο περιστροφικό σύστημα συγκράτησης, σε αντίθεση με τις στιγμιαίες συνδέσεις. Αυτό μπορεί να συμβάλει στη μείωση της εξάρτησης από στιγμιαίες συνδέσεις, που είναι συχνά πιο περίπλοκα και δαπανηρά.
Οι διατμητικοί σύνδεσμοι χρησιμοποιούνται συνήθως σε κατασκευές από ατσάλι, όπως σιδηροδρομικές γέφυρες, πλάκα καταστρώματος, πλατφόρμες τρένων μετρό, και τα λοιπά...
Ακολουθούν ορισμένοι τύποι συνδέσεων διάτμησης:
Σύνδεση γωνίας (Εικόνα 1)
Σύνδεση μονής πλάκας
Σύνδεση WT
Καθιστή σύνδεση
Εικόνα 1. Παράδειγμα σύνδεσης διάτμησης απλής γωνίας
Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους συνδέσεων διάτμησης είναι οι συνδέσεις γωνίας / πλάκας, που είτε χρησιμοποιούν ένα γωνιακό βραχίονα ή μια πλάκα για τη σύνδεση της φλάντζας του γονέα με τον ιστό του παιδικού μέλους. Οι διατμητικές συνδέσεις δεν αντιστέκονται σε πολλές δυνάμεις ροπής καθώς τους επιτρέπεται να περιστρέφεται κάποια χαλαρότητα. Εάν οι συνδέσεις επιτρέπονται για περιστροφή, οι συνδέσεις πρέπει να αντιστέκονται μόνο στις διατμητικές δυνάμεις. Επομένως, έχουν σχεδιαστεί ως συσπάσεις διάτμησης. Είναι μια από τις κύριες διαφορές μεταξύ μιας διάτμησης και μιας σύνδεσης στιγμής. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι συγκολλημένες συνδέσεις διάτμησης αντιστέκονται σε υψηλότερα φορτία ροπής από αυτά που έχουν βιδωθεί.
Βήματα για το σχεδιασμό
Σε ΑΥΤΗΝ την ΕΝΟΤΗΤΑ, θα συζητήσουμε για την απλή πλάκα (επίπεδο άκρο) διατμητικές συνδέσεις (Εικόνα 2). Οι συνδέσεις της πλάκας πτερυγίων είναι οικονομικά κατασκευασμένες και απλές στην κατασκευή. Αυτές οι συνδέσεις είναι επίσης δημοφιλείς, καθώς μπορούν να είναι οι γρηγορότερες συνδέσεις για την ανέγερση και την αντιμετώπιση του προβλήματος των κοινόχρηστων μπουλονιών στις συνδέσεις δύο όψεων.
Εικόνα 2. Σύνδεση διάτμησης μονής πλάκας
Η συμπεριφορά των συνδέσεων διάτμησης απλής πλάκας επηρεάζεται από τις συνθήκες στήριξης, τα οποία είναι ιδανικά είτε ευέλικτα είτε άκαμπτα. Εάν η δέσμη υποστηρίζεται από ένα ιδανικό εύκαμπτο στήριγμα όπως μια δέσμη, το οποίο είναι στρεπτικά ανεξέλεγκτο, τότε η περιστροφή του άκρου της δέσμης προσαρμόζεται πλήρως με περιστροφή του στηρίγματος. Ωστόσο, εάν η δέσμη υποστηρίζεται από ένα πλήρως άκαμπτο στήριγμα, όπως η φλάντζα μιας στήλης σχήματος W, τότε η συγκολλημένη άκρη της πλάκας θα παραμείνει σταθερά συνδεδεμένη με το γονικό μέλος όταν φορτώνεται από μια δύναμη διάτμησης βαρύτητας και η περιστροφή προσαρμόζεται από παραμόρφωση εντός της σύνδεσης. Στην ιδανική ευέλικτη σύνδεση, το σημείο καμπής είναι στο πρόσωπο του μέλους στήριξης; αλλά στην ιδανική άκαμπτη σύνδεση το σημείο καμπής απομακρύνεται από το πρόσωπο του μέλους στήριξης. Δεδομένου ότι οι "πραγματικές" υποστηρίξεις σπάνια συμπεριφέρονται ακριβώς ως ευέλικτες ή άκαμπτες συνδέσεις, Οι περιττές διαδικασίες σχεδιασμού είναι απαραίτητες για την παροχή ενός ασφαλούς και αποτελεσματικού σχεδιασμού. Μια τυπική σύνδεση διάτμησης απλής πλάκας αποτελείται από τρία μέρη: υποστήριξη, σύνδεσμος και δοκός. Η υποστήριξη μπορεί να είναι μια άλλη δοκός ή δοκός, μια φλάντζα στήλης, ή έναν ιστό στήλης (Εικόνα 3). Ο σύνδεσμος μπορεί είτε να βιδωθεί είτε να συγκολληθεί στο στήριγμα και στη δοκό. Για παράδειγμα, ένας σύνδεσμος βιδωμένος στο στήριγμα και συγκολλημένος στη δέσμη σχηματίζει μια «κοχλιωτή-συγκολλημένη» σύνδεση διάτμησης.
Για να συνεχίσετε, πρέπει να περιορίσουμε τις παραμέτρους της κατάστασης. Η παρακάτω λίστα είναι η ακόλουθη 11 επιταγές (Πρότυπα AISC) απαραίτητο για το σχεδιασμό μιας διάτμησης μίας πλάκας:
Διάτμηση μπουλονιού λαμβάνοντας υπόψη την εκκεντρότητα του μπουλονιού
Αντοχή στο υλικό του κοχλία τόσο για την πλάκα όσο και για τον ιστό του δοκού
Απόδοση διάτμησης πλάκας
Κάταγμα πλάκας
Διάτμηση πλάκας
Απόδοση κάμψης πλάκας λόγω κάμψης χρησιμοποιώντας τον συντελεστή διατομής πλαστικού της πλάκας
Κάταγμα πλάκας λόγω κάμψης
Αντοχή συγκόλλησης για πλάκα στο μέλος στήριξης
Αποκλεισμός διάτμησης για δοκού
Κάμψη απόδοσης του καλυμμένου τμήματος της δέσμης
Περιστροφική απαίτηση σύνδεσης μόνο για άκαμπτες συνδέσεις
Για να μπορέσετε να περάσετε τα αναφερόμενα κριτήρια, πρέπει να τηρούμε τις γενικές απαιτήσεις για τη σύνδεση των πλακών, μπουλόνια, και συγκολλήσεις.
Η ελάχιστη φέρουσα ικανότητα είναι υποχρεωτική για όλους τους τύπους καταγμάτων όλων των εξαρτημάτων σύνδεσης.
Μερικές από τις συστάσεις (που ακολουθεί τόσο τα αυστραλιανά όσο και τα αμερικανικά πρότυπα) που μπορούν να γίνουν για να περάσει είναι τα ακόλουθα:
Χωρητικότητα της ομάδας μπουλονιών που συνδέει την πλάκα πτερυγίων στον ιστό της υποστηριζόμενης δέσμης
Η φέρουσα ικανότητα ανά μπουλόνι πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την προκύπτουσα δύναμη στο εξώτατο μπουλόνι λόγω της άμεσης διάτμησης και της ροπής.
Αντοχή της πλάκας πτερυγίων στο τμήμα καθαρού κάτω από το ρουλεμάν και τη διάτμηση
Η ικανότητα διάτμησης του πτερυγίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την αντίδραση στο τέλος της δέσμης. Ο ελαστικός συντελεστής του καθαρού τμήματος της πλάκας πτερυγίων πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τη στιγμή λόγω της τελικής αντίδρασης και της προβολής της πλάκας πτερυγίων.
Αντοχή της υποστηριζόμενης δέσμης στο τμήμα διχτυού
Η ικανότητα διάτμησης της υποστηριζόμενης δέσμης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την αντίδραση στο τέλος της δέσμης. Για μακριές πλάκες πτερυγίων, η αντίσταση του τμήματος του διχτυού πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την εφαρμοζόμενη ροπή.
Αντοχή συγκόλλησης που συνδέει την πλάκα πτερυγίων με τη στήλη στήριξης
Το μήκος ποδιού της συγκόλλησης φιλέτου(μικρό) πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 0,8 φορές το πάχος της πλάκας πτερυγίων.
Τοπικός διατμητικός έλεγχος ιστού στηλών
Η τοπική ικανότητα διάτμησης του ιστού της στήλης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το μισό του αθροίσματος των αντιδράσεων στο άκρο της δέσμης και στις δύο πλευρές του ιστού της στήλης.
Αντίσταση λυγισμού των μακριών πτερυγίων
Η ροπή αντίστασης λυγισμού της πλάκας πτερυγίων πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη ροπή λόγω της τελικής αντίδρασης και της προβολής της πλάκας πτερυγίων.
Δομική ακεραιότητα
Η ικανότητα τάνυσης της πλάκας πτερυγίων και του ιστού δέσμης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη πρόσδεσης. Η φέρουσα ικανότητα του ιστού δοκού ή της πλάκας πτερυγίων πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη πρόσδεσης και η ικανότητα δέσμευσης του ιστού στηλών πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη σύνδεσης.
Σχέδιο σύνδεσης διάτμησης (Λειτουργούσε παράδειγμα)
Σε ΑΥΤΗΝ την ΕΝΟΤΗΤΑ, θα δείξουμε ένα παράδειγμα σύνδεσης διάτμησης μονής πλάκας, χρησιμοποιώντας το SkyCiv Connection Design. Το λογισμικό θα εμφανίσει τους βήμα προς βήμα υπολογισμούς ενός σχεδίου σύνδεσης διάτμησης:
Εικόνα 4. Ορισμός κώδικα σχεδίασης, κατηγορία και τύπος σύνδεσης διάτμησης
Με τον καθορισμό των παραγόντων σχεδιασμού (μέλος, παράγοντες βίδας και συγκόλλησης), το επόμενο βήμα στη σχεδίαση είναι η δημιουργία μιας διάταξης σύνδεσης (Εικόνα 5) στο οποίο μπορούν να εκχωρηθούν οι δυνάμεις (Εικόνα 6) και η συμπεριφορά της διάτμησης απλής πλάκας μπορεί να προσομοιωθεί.
Εικόνα 5. Συντελεστές σχεδιασμού και διάταξη σύνδεσης
Εικόνα 6. Ανάθεση των δυνάμεων σε ένα παιδί μέλος
Μετά την προσομοίωση της συμπεριφοράς της διάτμησης απλής πλάκας, τα αποτελέσματα (Εικόνα 7) θα δοθεί σύμφωνα με το Αμερικανικό Πρότυπο AISC 360-10 (14ου Έκδοση).
Εικόνα 7. Αποτελέσματα
Το λογισμικό θα παράγει επίσης έναν βήμα προς βήμα οδηγό για τους υπολογισμούς σχεδίασης διάτμησης σύνδεσης για αναφορά του χρήστη. Κάντε κλικ στο εικονίδιο "Αναφορά" για να δείτε την έξοδο σχεδίασης.
Για μια λεπτομερή εικόνα αυτού του λειτουργικού παραδείγματος, μη διστάσετε να κατεβάσετε τις αναλυτικές πληροφορίες λειτουργικό παράδειγμα σύνδεσης διάτμησης σχέδιο - παράγεται από Σύνδεση SkyCiv.
